[发明专利]在初级线圈具有反馈的隔离电压转换器及对应的控制输出电压的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种在初级线圈具有反馈的隔离电压转换器，并涉及对应的控 制输出电压的方法。尤其是，这些不意味着缺乏一般性，随后的处理提到，涉 及具有PWM(脉冲宽度调制)控制的回扫型的开关转换器。

背景技术

本领域公知的是，电压转换器(或者，以类似的方式，调节器或电源)在 输入电压和经调节的输出电压之间具有电流隔离，具有预期的值，其中电流隔 离通过具有接收输入电压的初级侧和提供经调节的输出电压的次级侧的变压器 实现。通常使用两种技术来控制这些电压转换器，其在变压器的次级侧或初级 侧具有反馈。在第一种情况下，反馈电压直接在变压器的次级线圈上获得，与 输出并联，并通过光耦合器装置发送到调节电路，从而维持电流隔离。在第二 种情况下，反馈电压通常由辅助线圈获得，被特意提供给变压器的初级侧。初 级侧的反馈使避免使用外部隔离装置(例如，附加光耦合器或变压器)成为可 能，但是需要消耗更高的电压电平并由此降低了调节效率。

已经提出宽范围的控制技术来通过来自初级绕组的反馈实现有效电压调 节，但是这些技术中还没有完全令人满意的。

尤其是，已经提出使用特别提供地采样保持装置来在变压器的退磁的末尾 采样辅助绕组上的反馈电压，也就是在该电压的值与输出电压对应时，以已知 的方式可靠地构成该电压的复制。

详细地说，如图1所示，具有初级绕组的峰值电流和反馈的控制的回扫隔 离型电压转换器1，具有第一输入端IN₁和第二输入端IN₂，其被设计成接收例 如来自电压发生器2的输入电压V_in，并且具有第一输出端OUT₁和第二输出端 OUT₂，在其间连接有输出电容器3，以及呈现经调节值的输出电压V_out。电压 转换器1为负载提供输出电流I_out。

该电压转换器1包括变压器4，该变压器具有初级侧和与初级侧电隔离的次 级侧，并具有初级绕组5、次级绕组6和辅助绕组7(后者设置在变压器4的初 级侧)。例如，变压器4的初级绕组5和次级绕组6之间的匝数比为N，并且次 级绕组6和辅助绕组7之间的匝数比为单位比(N∶1∶1)。初级绕组5具有与 第一输入端IN₁连接的第一端和与控制开关8连接的第二端，该控制开关可以被 驱动，来控制电压转换器1的PWM操作。次级绕组6具有通过整流二极管9 的插入连接到第一输出端OUT₁的相应第一端，和连接到第二输出端OUT₂的相 应第二端。辅助绕组7具有相应第一端和相应第二端，第一端上提供有辅助电 压V_aus并连接到电阻分压器10，第二端连接到基准电势。

控制开关8，例如功率MOS晶体管，具有第一导电端和第二导电端和控制 端，第一导电端连接到初级绕组5，第二导电端通过传感电阻器11的插入连接 到基准电势，控制端连接到被设计成控制电压转换器1的PWM操作的控制电 路12。

电阻分压器10包括第一电阻器13和第二电阻器14，它们串联在辅助绕组 7的第一端和基准电势之间，并限定提供反馈信号V_fb的中间节点15。

电压转换器1还包括通过第二整流二极管17的插入连接到辅助绕组6并被 设计成以已知方式在变压器4的退磁相的过程中为控制电路12提供自举电压 V_cc的自举电容16。

详细地说，控制电路12具有连接到中间节点15并接收反馈信号V_fb的第一 输入12a和连接到传感电阻器11并接收传感电压V_s的第二输入12b和连接到控 制开关8并提供驱动信号PW的控制端输出12c。